Что такое система хранения данных (СХД)
Одна из существенных задач, стоящих перед представителями практически любого бизнеса – обеспечение надежного хранения данных. Постепенно, по мере развития компании будут возрастать объемы информации, повышаться требования к ее сбережению. Решить подобные проблемы быстро и эффективно помогут системы хранения данных (СХД). Что они собой представляют? Каких видов бывают? Как работают? Как правильно выбрать систему хранения данных для собственного бизнеса? Остановимся на этих вопросах более подробно.
Знакомимся с системой хранения данных
Система хранения данных представляет собой комплекс оборудования и программного обеспечения, обеспечивающего сбережение и быструю обработку информации, ее резервное копирование. Она подходит для работ со структурированными и неструктурированными файлами, архивами преимущественно большого объема. В качестве носителя информации в СХД используются твердотельные накопители SSD или гибридные решения, которые в одной системе хранения совмещают как SSD, так и HDD-накопители.
Еще не так давно для хранения данных бизнесу достаточно было иметь собственный локальный сервер и обычным жестким диском. Сегодня его функционала для обеспечения стабильной работы компании уже недостаточно. Связано это как с ужесточением регулирования (надо сохранять как можно больше данных, связанных с ведением бизнеса), так и с повышением конкуренции (надо анализировать и сохранять данные о потребителях, конкурентах). Обычный сервер с определенным количеством жестких дисков не сможет удовлетворить запросы системы по емкости.
В этом случае на выручку приходит система хранения данных. Она позволяет разделять и структурировать информацию, что в последующем облегчает работу с ней: электронная почта, домены, структурированные, неструктурированные данные и пр. От обычного пользовательского жесткого диска она отличается более сложной архитектурой, способностью объединять несколько отдельных СХД в одну сеть для передачи файлов. Для управления ею предназначено отдельное программное обеспечение. Более продвинутые возможности предусмотрены и для виртуализации, резервного копирования, сжатия.
Конструктивно СХД состоит из:
-
блока HDD, SSD-дисков или их комбинации;
-
встроенного контролера;
-
кэш-памяти;
-
нескольких преобразователей напряжения;
-
защитного кожуха.
Но все же одно из наиболее весомых отличий и преимуществ СХД перед обычными жесткими дисками – очень высокая скорость работы. Сервер, подключенный в том числе и к облачной системе хранения данных будет выдавать производительность, значительно превосходящую возможности накопителей, установленных в обычный сервер.
Уровни СХД
В зависимости от ряда критериев выделяют несколько разновидностей систем хранения данных. И первое, на что стоит обратить внимание, так это на уровни хранения. Здесь предусмотрено 3 варианта:
-
Блочная СХД. В этом случае система применяется как обычный жесткий диск. Сюда можно загружать любую ОС, форматировать его, формировать логические диски. В таких системах файлы хранятся не как файл, а как отдельные блоки. Такое решение существенно ускоряет их загрузку и отправку. На практике наибольшее применение получили в сетях Storage Attached Network. Они подходят для хранения больших баз данных, выполнения высокопроизводительных расчетов, систем управления БД, как среда разработки. Но в настройке и обслуживании они будут значительно сложнее ближайших аналогов, да и по цене они будут выше.
-
Файловая СХД. В такой системе данные сохраняются в виде файлов. Их распределяют по соответствующим каталогам. Подобное решение идеально подходит для хранения информации, не требующей операционной обработки, вычислений. Для построения этих систем хранения применяются в основном Network Attached Storage. Основная проблема такого уровня – усложнение структуры папок при повышении объема информации. Это негативно сказывается и на скорости ее работы. То есть там, где требуется высокая скорость отклика, их использовать не рекомендуется.
-
Объектная СХД. Предназначается для работы с большими объемами неструктурированной информации. В этом случае организация системы хранения данных предполагает использование сгруппированных объектов, которые классифицируют по метаданным и уникальным идентификаторам. По своему строению они схожи с классическими базами данных. На практике получили применение в Big Data, аналитике, машинном обучении. Здесь можно хранить большие по объему мультимедийные файлы, создавать резервные копии, хостинг интернет-ресурсов. Широко используют их в облачных технологиях на этапе разработки программных продуктов и их последующей эксплуатации. По скорости передачи данных объектные системы несколько уступают блочным аналогам.
Как работает система хранения данных
Чтобы система хранения данных получила определенный функционал, была удобной в работе для пользователей, задействуется разное аппаратное и программное обеспечение, протоколы взаимодействия.
Так, в зависимости от уровня чтения, хранения и записи информации выделяют 2 группы СХД:
-
Работают с файловыми данными. Такая СХД работает как полноценный самостоятельный сервер. Здесь предусмотрена собственная файловая система. В работе она простая. От пользователя поступает запрос записать определенный объем информации в файл или извлечь его. Сервер все это обрабатывает. Система, работающая на этом принципе, называется Network Attached Storage (NAS).
-
Работают с блочными данными. Такое решение обеспечивает высокую скорость взаимодействия между хранилищем данных и сервером. Здесь предусмотрено только 2 блока: вызова блока или записи блока. В этом случае используются инфраструктуры Storage Area Network (SAN) или Direct Attached Storage (DAS).
Рассмотрим более подробно все эти варианты.
NAS
NAS – это всего лишь устройство, предназначенное для обмена файлами в IP сети. Для реализации такой задачи используется выделенный высокопроизводительный сервер с собственной операционной системой. Она уже изначально «заточена» под операции по чтению и записи файлов. Для связи между сетью и аппаратной составляющей предусмотрено несколько сетевых интерфейсов: GigabitEthernet, FDDI, FastEthernet и пр. NAS присущ очень большой объем памяти, преимущественная часть которого применяется, как кэш. Такое решение обеспечивает возможность асинхронной записи. Скорость чтения увеличивается путем буферизации. То есть данные долго находятся в самой оперативной памяти и на диск не попадают.
Такая система обработки и хранения данных имеет ряд преимуществ:
-
предоставление сетевого доступа всем пользователям в комплексе с минимальной стоимостью;
-
возможность менять «форму» хранилища, подстраивая ее под особенности определенного бизнес-процесса, подключать виртуальные машины, дисковые станции и пр.;
-
простота подключения, управления: работает с протоколами шаринга Network File System и Common Internet File System, клиент просто выполняет операции чтения и записи в привычном файловом режиме;
-
быстрота взаимодействия: операции IO занимают меньше времени в сравнении с использованием серверов общего назначения;
-
увеличение емкости выполняется прозрачно для клиентов, но в самих процессах добавления или снижения памяти они не участвуют.
Но, наряду с этими преимуществами есть и ряд ограничений. И основное их них связано непосредственно с основой Network Attached Storage – подходит для хранения исключительно файлов. К тому же повышение нагрузки на сеть при постоянной пропускной способности будет повышать время отклика. Также здесь могут не работать ряд приложений с сетевыми дисками.
DAS
DAS – это инфраструктура отдельно внутреннего и внешнего типа. Отличаются они допустимым расстоянием между серверами и устройством хранения. В любом случае подключение здесь идет прямое благодаря технологиям SCSI и FC.
Простая архитектура наделяет Direct Attached Storage рядом преимуществ:
-
самая низкая стоимость среди всех возможных вариантов;
-
простота развертывания, применения на практике и администрирования;
-
удобство управления, связанное с минимальным числом компонентов в системе;
-
быстрота передачи и обработки данных;
-
применение проверенной и надежной технологии RAID, обеспечивающей целостность данных.
Но вот использовать DAS можно только в условиях ограниченного числа рабочих станций и для решения некритичный задач. Количество портов – это и есть допустимое для подключения число машин. Оставляет желать лучшего и эффективность применения кэша. Часть этих проблем можно решить путем использования парка серверов, каждый из которых будет закреплен под обработку определенных категорий запросов. Но здесь уже возникнут сложности с их распределением между машинами.
SAN
Это уже сеть хранения данных – инфраструктура блочного хранения информации, основанная на высокоскоростных сетях. Помимо тех компонентов, которые есть в других хранилищах, здесь присутствуют специальные коммутаторы. С их помощью выполняется передача информации через FibreChannel (FC) или Internet Small Computer System Interface (iSCSI).
Такие системы хранения данных нашли широкое использование на практике благодаря ряду преимуществ:
-
высокая скорость отклика, минимальные задержки по времени;
-
гибкость настроек, возможность масштабирования: можно не только увеличивать существующую емкость, но и добавлять новые узлы;
-
удобное блочное хранение информации;
-
стабильность процессов обмена и хранения сведений;
-
не нужен собственный загрузочный диск (обеспечивается опцией Boot From SAN);
-
освобождение подсетей от стороннего (служебного) трафика.
Но в проектировании система будет более сложной, что скажется на итоговой стоимости ее внедрения.
Моменты, на которые надо обратить внимание при выборе СХД
Современные технологии систем хранения данных открывают перед представителями бизнеса достаточно широкие возможности для работы. Надо просто правильно сориентироваться в их разнообразии и подобрать тот вариант, который будет наиболее эффективным в определенном случае. Так, при выборе СХД стоит ориентироваться на:
-
Тип данных, которые будут храниться. Каждый из видов требует разной технологии обработки, скорости доступа, компрессии и пр.
-
Объем информации. От этого параметра зависит требуемый объем дисков.
-
Отказоустойчивость. Изначально надо оценивать, во сколько бизнесу обойдется потеря той или иной информации. Так можно будет оптимизировать затраты на резервное копирование.
-
Производительность. Здесь сложно подобрать подходящий вариант под новый проект без тестирования.
-
Поставщик услуг. Стоит подобрать вариант, который бы удовлетворил вашим запросам и по надежности, и по функциональности, и по цене.
Компания «Xelent» готова предложить клиентам надежные и эффективные СХД в рамках выделенного бюджета, информационную и техническую поддержку, профессиональный сервис. Специалисты познакомят более подробно с функциями системы хранения данных и помогут подобрать подходящее решение под ваши запросы. Получить консультации можно через форму обратной связи или по телефону.
